DE102013110799A1

DE102013110799A1 - Anordnung zur Versorgung einer mindestens einen Druckkopf aufweisenden Druckkopfeinheit mit Tinte bei einem Tintendruckgerät

Info

Publication number: DE102013110799A1
Application number: DE201310110799
Authority: DE
Inventors: Martin Kopp; Thomas Szusdziara; Stefan Adelsperger; Alexander Tobian
Original assignee: Oce Printing Systems GmbH and Co KG
Current assignee: Canon Production Printing Germany GmbH and Co KG
Priority date: 2013-09-30
Filing date: 2013-09-30
Publication date: 2015-04-02

Abstract

Die Anordnung zur Versorgung einer Druckköpfe und einen Verteiler aufweisenden Druckkopfeinheit mit Tinte bei einem Tintendruckgerät umfasst einen Gegendrucktank, der über eine Versorgungsleitung mit einem Eingang der Druckkopfeinheit verbunden ist. In der Versorgungsleitung ist benachbart der Druckkopfeinheit ein Heizrohr angeordnet, durch die die Tinte zur Druckkopfeinheit fließt und dabei erwärmt wird. Am Ausgang des Heizrohres ist ein Temperatursensor angeordnet und in der Versorgungsleitung ist ein Volumenstromsensor vorgesehen. Mit Hilfe eines Reglers wird unter Verwendung der Sensorsignale vom Temperatursensor und Volumenstromsensor die Temperatur der Tinte durch das Heizrohr eingestellt.

Description

Zum ein- oder mehrfarbigen Bedrucken eines Bedruckstoffs z.B. eines Einzelblattes oder eines bandförmigen Aufzeichnungsträgers aus verschiedensten Materialien, z.B. Papier, können Tintendruckgeräte eingesetzt werden. Der Aufbau solcher Tintendruckgeräte ist bekannt, s. z.B. EP 0 788 882 B1 . Tintendruckgeräte, die z.B. nach dem Drop-on Demand (DoD) Prinzip arbeiten, weisen in einer Druckeinheit eine Druckkopfeinheit mit einen Druckkopf oder mehreren Druckköpfen auf, die Tintenkanäle und Aktivatoren umfassende Düseneinheiten vorsehen, wobei die Aktivatoren gesteuert durch eine Druckersteuerung Tintentropfen in Richtung zum Aufzeichnungsträger anregen können, die auf den Aufzeichnungsträger gelenkt werden, um dort Druckpunkte für ein Druckbild aufzubringen. Die Aktivatoren können Tintentropfen thermisch (Bubble Jet) oder piezoelektrisch erzeugen.
Die Druckköpfe der Druckkopfeinheit müssen während des Drucks ständig mit Tinte versorgt werden. Dazu kann die Druckeinheit eine Versorgungsanordnung vorsehen, die z.B. nach US 2012/0140003 A1 aufgebaut sein kann. Die Druckeinheit sieht hier mehrere Druckköpfe aufweisende Druckriegel vor, die jeweils mit einem Verteiler verbunden sind. Die Verteiler sind ihrerseits an einen Gegendrucktank angeschlossen, in dem die Tinte einem Druck ausgesetzt werden kann, so dass Tinte in die Verteiler transportiert werden kann. Der Gegendrucktank ist weiterhin mit einem Vorratsbehälter für Tinte über eine Pumpe und ein Filter verbunden. Aus dem Vorratsbehälter wird Tinte in den Gegendrucktank gepumpt, wenn der Tintenstand im Gegendrucktank unter eine eingestellte Höhe abgesunken ist. Dazu kann der Tintenstand im Gegendrucktank gemessen werden. Die Tinte im Vorratsbehälter kann mit Hilfe einer Pumpe aus einer Tintenflasche ergänzt werden.
Aus DE 699 20 151 T2 ist bekannt, einem Druckkopf vorgewärmte Tinte aus einem Vorratsbehälter für Tinte zuzuführen. Dazu kann vor dem Druckkopf an einem Versorgungselement für Tinte eine Heizeinheit angeordnet werden. Die Heizeinheit kann in Abhängigkeit der Temperatur der Tinte im Druckkopf gesteuert werden. Die Erwärmung der Tinte kann während der Inbetriebnahme des Tintendruckgerätes für z.B. 90 Sekunden aktiviert werden. Es ist auch bekannt, die Tinte während des Betriebes des Druckgeräts auf eine Mindesttemperatur von 54° C aufzuheizen.
Das von der Erfindung zu lösende Problem besteht darin, eine Anordnung zur Versorgung einer Druckkopfeinheit eines Tintendruckgeräts mit Tinte anzugeben, bei der die den Druckköpfen zugeführte Tinte eine exakt geregelte Temperatur aufweist. Dabei soll die Temperatur der Tinte schnell und genau auch auf die Druckauslastung und den damit verbundenen Wechseln der Volumenströme in der Versorgungsanordnung geregelt werden.
Dieses Problem wird durch eine Versorgungsanordnung für Tinte gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Die Anordnung zur Versorgung einer Druckköpfe und einen Verteiler aufweisenden Druckkopfeinheit mit Tinte bei einem Tintendruckgerät (im Folgenden auch Versorgungsanordnung genannt) umfasst einen Gegendrucktank, der mit der Druckkopfeinheit zur Versorgung mit Tinte verbunden ist.
Bei einer derartigen Versorgungsanordnung, bei der ein Tinte aufweisender Gegendrucktank vorgesehen ist, der über eine Versorgungsleitung mit einem Eingang der Druckkopfeinheit verbunden ist, wird in der Versorgungsleitung benachbart der Druckkopfeinheit ein Heizrohr angeordnet, durch das die Tinte zur Druckkopfeinheit fließt. Weiterhin ist ein Temperatursensor am Ausgang des Heizrohres angeordnet ist und in der Versorgungsleitung ein Volumenstromsensor vorgesehen. Mit Hilfe einer Regeleinheit wird unter Verwendung der Sensorsignale vom Temperatursensor und Volumenstromsensor die Temperatur der Tinte durch das Heizrohr eingestellt.
Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Vorteile der Erfindung sind:

– Die Regelträgheit der Regeleinheit wird minimiert durch den Einsatz eines dünnwandigen Rohres als Heizrohr bei der Versorgungsanordnung und durch die Verringerung des Tintenvolumens im Heizungsbereich.
– Es tritt ein geringer Wärmeverlust im Heizungsbereich auf, da das Heizrohr und der Verteiler isoliert werden können.
– Der Strömungswiderstand für die Tinte kann in der Versorgungsleitung gering gehalten werden; eine hohe Druckauslastung ist möglich.
– Der Verbrauch kann berechnet werden, um das Regelverhalten anpassen zu können.
– Die Versorgungsanordnung kann vor den Druckköpfen entlüftet werden.
– Die Tinte kann vor Überhitzung geschützt werden.

An Hand eines Ausführungsbeispiels, das in der schematischen Figur dargestellt ist, wird die Erfindung weiter erläutert.
Es zeigt
1 eine prinzipielle Darstellung einer Versorgungsanordnung für Tinte bei einer Druckkopfeinheit eines Tintendruckgeräts.
Als Beispiel eines Tintendruckgeräts wird auf US 2012/0140003 A1 verwiesen, US 2012/0140003 A1 wird hiermit in die Offenbarung einbezogen. Im Folgenden wird vom Tintendruckgerät die Anordnung zur Versorgung der Druckeinheit mit Tinte dargestellt und deren Funktion erläutert. Bei der folgenden Erläuterung der Erfindung werden nur die Komponenten des Tintendruckgeräts nach US 2012/0140003 A1 dargestellt und beschrieben, die zur Offenbarung der Erfindung notwendig sind.
Dargestellt ist in 1 eine Anordnung VA zur Versorgung von Druckköpfen 3 einer Druckkopfeinheit DK eines Tintendruckgeräts mit Tinte. Vorgesehen ist bei der Versorgungsanordnung VA

– ein Vorratsbehälter 1 für Tinte (in der Figur nicht dargestellt);
– ein Gegendrucktank 2, durch den die Druckköpfe 3 eines Druckriegels 4 einer Druckkopfeinheit DK mit Tinte versorgt werden; verbrauchte Tinte kann durch den Vorratsbehälter 1 ersetzt werden;
– ein Verteiler 5 für die Druckköpfe 3 der Druckkopfeinheit DK, über den die Tinte auf die einzelnen Druckköpfe 3 des Druckriegels 4 verteilt wird;
– ein Druckriegel 4 mit z.B. fünf Druckköpfen 3.

Die einzelnen Komponenten der Versorgungsanordnung VA sind z.B. von bekanntem Aufbau, dazu wird auf US 2012/0140003 A1 verwiesen.
Der Verteiler 5 wird vom Gegendrucktank 2 mit Tinte über eine Versorgungsleitung 6 versorgt. Vor dem Verteiler 5 ist in der Versorgungsleitung 6 ein beheizbares dünnwandiges Rohr 7 (Heizrohr) angeordnet. Das Heizrohr 7 kann Wärme isoliert sein. Die Tinte vom Gegendrucktank 2 fließt auf dem Weg zum Verteiler 5 durch das Heizrohr 7 und wird dabei erwärmt. Zusätzlich kann der Verteiler 5 thermisch isolierend sein, z.B. aus Kunststoff bestehen. Vorteilhaft ist, wenn das Volumen des Verteilers 5 niedrig gehalten wird, um das Volumen der zu beheizenden Tinte möglichst klein zu halten.
Um die Temperatur der Tinte im Verteiler 5 einstellen zu können, ist es zweckmäßig, wenn die Temperatur am Ausgang des Heizrohr 7 mit einem Sensor 8 gemessen werden kann. Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn das Volumen der dem Verteiler 5 zugeführten Tinte gemessen werden kann. Dazu kann z.B. ein Volumenstromsensor 9 vor dem Heizrohr 7 in die Versorgungsleitung 6 eingefügt werden. Die Messwerte können dann bei der Regelung der Erwärmung der Tinte verwendet werden. Mit Hilfe der Sensoren 8, 9 kann die benötigte Heizleistung sehr schnell an die Druckauslastung angepasst werden. Temperaturüberschwinger wie z.B. lokales Überhitzen der Tinte bzw. Schädigung der Tinte können dann vermieden werden. Zur Regelung der Erwärmung der Tinte kann z.B. eine PID-Regler verwendet werden, dessen Parameter mittels des gemessenen Volumenstroms und der Temperatur der Tinte eingestellt werden können.
Bei der Ausführung der Versorgungsanordnung VA sollten die Versorgungsleitung 6 und das Heizrohr 7 möglichst wenige Umlenkungen aufweisen, um einen geringen Strömungswiderstand für die Tinte aufzuweisen, so dass eine hohe Druckauslastung möglich ist. Vorteilhaft ist, wenn die Komponenten des Druckgeräts so angeordnet sind, dass ein Ausgang 10 des Verteilers 5, der z.B. mit dem Vorratsbehälter 1 verbunden ist, die höchste Lage in der Versorgungsanordnung VA einnimmt. Luftblasen zwischen den Druckköpfen 3 und der Versorgungsleitung 6 werden durch die Rückführung 10 aus dem Verteiler 5 abgeführt. Die Versorgungsanordnung VA ist damit selbstentlüftend.
Bezugszeichenliste

DK: Druckkopfeinheit
VA: Versorgungsanordnung
1: Vorratsbehälter
2: Gegendrucktank
3: Druckkopf
4: Druckriegel
5: Verteiler
6: Versorgungsleitung
7: Heizrohr
8: Temperatursensor
9: Volumenstromsensor
10: Rückführung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 0788882 B1 [0001]
US 2012/0140003 A1 [0002, 0013, 0013, 0013, 0015]
DE 69920151 T2 [0003]

Claims

Anordnung zur Versorgung einer mindestens einen Druckkopf aufweisenden Druckkopfeinheit mit Tinte bei einem Tintendruckgerät, bei der ein Tinte aufweisender Gegendrucktank (2) vorgesehen ist, der über eine Versorgungsleitung (6) mit einem Eingang der Druckkopfeinheit (DK) verbunden ist, bei der in der Versorgungsleitung (6) benachbart der Druckkopfeinheit (DK) ein Heizrohr (7) angeordnet ist, durch die die Tinte zur Druckkopfeinheit (DK) fließt, bei der ein Temperatursensor (8) am Ausgang des Heizrohres (7) angeordnet ist, bei der in der Versorgungsleitung (6) ein Volumenstromsensor (9) angeordnet ist, bei der ein Regler vorgesehen ist, der unter Verwendung der Sensorsignale vom Temperatursensor (8) und Volumenstromsensor (9) die Temperatur der Tinte im Heizrohr (7) einstellt.
Anordnung nach Anspruch 1, bei der das Heizrohr (7) dünnwandig ist und mit einer thermischen Isolierung versehen ist.
Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Druckkopfeinheit (DK) mindestens einen Druckkopf (4) und einen Verteiler (5) zur Versorgung des Druckkopfes (4) mit Tinte aufweist, bei dem die Versorgungsleitung (6) mit dem Verteiler (5) verbunden ist, bei dem das Volumen des Verteilers (5) klein gehalten ist.
Anordnung nach Anspruch 3, bei der die Versorgungsleitung (6) mit wenigen Umlenkungen zum Verteiler (5) geführt ist.
Anordnung nach Anspruch 3 oder 4, bei der eine Tintenrückführung (10) vom Verteiler (5) zu einem Haupttank (1) derart gelegt ist, dass die Tintenrückführung (10) am Verteiler (5) den höchsten Punkt der Versorgungsanordnung (VA) darstellt.